![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Цель работы: Изучение конструкции и взаимодействия элементов судовых паровых турбин, изображенных на чертежах
Практическая работа № 1 Тема: Изучение конструкции судовой паровой турбины и зарисовка основных узлов деталей Цель работы: Изучение конструкции и взаимодействия элементов судовых паровых турбин, изображенных на чертежах
Вспомогательный турбогенератор ТД-600. Турбогенератор состоит из турбины, конденсационной установки и электрогенератора переменного тока мощностью 600 кВт. На рис. 2.36 представлен продольный разрез турбины, проточная часть которой состоит из двух венечной регулировочной ступени и шести активных ступеней давления. Первые две ступени выполнены с парциальным впуском, который при начальном давлении р0 = 4, 05 МПа неизбежен даже при сравнительно высокой частоте вращения ротора. Все реактивные ступени снабжены радиальными уплотнениями между бандажом и выступом диафрагмы. Концевые уплотнения и уплотнения диафрагм — лабиринтовые, с разрезными уплотнительными кольцами. Ротор цельнокованый, без контрольного сверления, соединен с шестерней редуктора через эластичную муфту. Стулья турбины отлиты заодно с корпусом, передний стул соединен с фундаментной рамой гибкой опорой. Турбогенератор ТД-600 имеет собственную конденсационную установку, состоящую из конденсатора, двухступенчатого эжектора, циркуляционного и конденсатного электронасосов.
УПЛОТНЕНИЯ ТУРБОМАШИН Назначение и принцип действия. Во избежание протекания рабочего тела между валом и корпусом турбины и подсоса воздуха в корпус (если давление в нем ниже атмосферного) в местах прохода вала через корпус ставят уплотнения, которые называют концевыми (наружными). Для уменьшения протекания рабочего тела между валом, промежуточными й разделяющими диафрагмами ставят уплотнения, которые называют диафрагменными или внутренними; к ним относятся также уплотнения думиссов. Бандажные уплотнения служат для уменьшения протекания пара между корпусом турбины и рабочим венцом. Обычно уплотнения состоят из чередующихся кольцевых щелей и камер (рис. 2.14). Пар, поступивший в уплотнение, при проходе через первую щель теряет часть давления и приобретает скорость. В камере за первой щелью скорость полностью теряется, энтальпия пара повышается до исходного значения. Это же происходит в последующих лабиринтах. Расход пара через лабиринтовое уплотнение определяется перепадом давлений, который приходится на одну щель, а он составляет лишь небольшую долю общего перепада давлений. Это и обеспечивает небольшую утечку. Классификация. По месту расположения уплотнения турбин и турбокомпрессоров делятся на концевые, диафрагменные и бандажные. По принципу действия различают уплотнения лабиринтовые, контактные (угольные) и лабиринтово-контактные. По принципу расположения зазоров уплотнения делят на осевые, радиальные и радиально-осевые. По роду рабочего тела различают уплотнения паровых турбин, газовых турбин и компрессоров. Конструкция.' На рис. 2.14 изображена конструкция некоторых уплотнений. В главных судовых турбинах применяют лабиринтовые уплотнения, в турбинах вспомогательных механизмов — угольные. Обычно уплотнения состоят из отдельных сегментов с выточенными гребнями или зачеканенными ножами. Сегменты удерживаются в правильном положении плоскими пружинами. Стыки обработаны шабрением, зазоры между стыками в нагретом состоянии выбираются. Пружины обеспечивают податливость сегментов при задевании. В отечественных”судовых турбинах нашли применение гребенчатые, реже елочные лабиринтовые уплотнения с односторонними и двухсторонними елочными профилями. Елочные уплотнения отличаются компактностью, но сложны в изготовлении. Для вспомогательных турбин часто применяют угольные уплотнения, состоящие из нескольких графитовых колец, укрепленных в специальных обоймах. Недостатки угольных уплотнений — сложность конструкции, непригодность в условиях высоких окружных скоростей и высоких температур, необходимость периодических переборок для осмотра и замены колец. Иногда используют лабиринтово-угольные уплотнения, где основное уплотнение — лабиринтовое. Для газовых турбин и компрессоров применяют лабиринтовые уплотнения такого же типа, как для паровых турбин. Иногда для уменьшения протечек используют специальные керамические кольцевые вставки в корпусе. Ножи во время работы притираются к кольцу с минимальным зазором. Уплотнения в связи с малым перепадом давления перед диафрагмой и за нею имеют небольшое количество лабиринтов. Сегменты лабиринтовых уплотнений вытачивают из нейзильбера или специальной бронзы, которые при задевании легко истираются при очень незначительном нагреве деталей. Ножи изготовляют из латуни или нейзильбера, а для работы при повышенных температурах — из никеля.
РОТОРЫ ТУРБОМАШИН Назначение и конструкция. Ротором называют вращающуюся часть турбомашины с закрепленными на ней рабочими лопатками. В процессе взаимодействия потока с рабочими лопатками энергия от потока передается лопаткам (в турбинах), или наоборот (в компрессорах). Ротор состоит из вала с дисками или барабана с полуосями, рабочих лопаток, упорного гребня, элементов наружных уплотнений и полумуфты (рис. 2.5). По назначению различают роторы активных турбин, реактивных турбин, компрессоров (центробежных и осевых); по конструкции — роторы дисковые, барабанные и смешанные (рис. 2.5); по тепловому режиму — неохлаждаемые и охлаждаемые; по частоте вращения — жесткие и гибкие; по способу изготовления — цельнокованые, сварные, с насадными дисками и наборные. Влияние типа проточной части на конструкцию. В реактивных турбинах имеет место разность давлений по обе стороны рабочих лопаток. Для уменьшения осевых усилий в этом случае обычно применяют ротор барабанного типа. В активных турбинах используют легкие и прочные роторы дискового типа, недостаток которых — пониженная жесткость. В процессе эксплуатации на лопатках могут появиться отложения, что приводит к уменьшению проходного сечения каналов, а следовательно, к возрастанию давления перед лопатками. Чтобы предотвратить возрастание осевых усилий на диски, в них сверлят разгрузочные отверстия. Способы передачи крутящего момента от диска к валу. Роторы судовых паровых турбин обычно цельнокованые. В проточной части низкого давления иногда применяют роторы с насадными дисками, на случай потери натяга при быстром прогреве предусмотрены шпонки. Чтобы избежать ослабления вала, шпонки располагают вдоль вала не в одну линию, а под углом 120° относительно друг друга по окружности. Рабочие колеса центробежных компрессоров насаживаются на вал со шпонкой либо крепятся к фланцу вала призонными шпильками. Роторы осевых компрессоров обычно имеют большое число ступеней и часто выполняются смешанного типа, в котором сочетаются преимущества барабанного и дискового роторов „ Роторы газовых турбин имеют малое число ступеней и обычно выполняются составными — разъемными и неразъемными (прессовая посадка секций и их фиксация радиальными штифтами). Диски первых ступеней охлаждаются воздухом. Рис. 2.5. Типы роторов: а — с насадными дисками; б — цельнокованый барабанный; в — цельнокованый дисковый
ОПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИ ТУРБОМАШИН Назначение и принцип действия. Ротор расположен и вращается в опорных подшипниках, которые воспринимают его вес и добавочные силы, возникающие при частичном впуске пара, а также при качке. Опорные подшипники обеспечивают центровку ротора относительно корпуса турбины, т. е. равномерность радиальных зазоров по окружности в уплотнениях, а также между другими деталями ротора и корпуса. К опорным подшипникам судовых турбин предъявляются следующие требования: надежность на всех режимах переднего и заднего хода, малый износ и минимальные потери на трение. Конструкция подшипников должна обеспечивать простоту изготовления, удобство разборки и сборки, удобство обслуживания. Конструкция. По способу установки вкладышей различают жесткие и самоустанавливающиеся подшипники, по типу трения — подшипники скольжения и качения. Подшипники качения применяют для газовых турбин, компрессоров, вспомогательных паровых турбин ввиду значительно меньших потерь на трение, простоты ухода и замены. В главных судовых турбоагрегатах с учетом конструктивных особенностей и условий эксплуатации используют подшипники скольжения. Подшипники располагают в стульях турбины, которые принимают на себя все силы, приложенные к подшипнику, и передают их судовому фундаменту. Вкладыши жестких подшипников имеют цилиндрическую наружную поверхность и неподвижны; они применяются при сравнительно коротких роторах. В случае прогиба вала увеличивается давление шейки на концевые участки вкладышей, которые быстро изнашиваются. Этого недостатка лишены самоустанавливающиеся подшипники. Их вкладыши имеют сферическую опорную поверхность и могут поворачиваться в вертикальной плоскости (рис. 2.9). В вырезы вкладышей вставлены сухари, которые крепятся к вкладышу винтами впотай и штифтами. Между сухарями и вкладышем установлена прокладка, с помощью которой осуществляется центровка ротора. Сферическая поверхность сухарей опирается на сферу полуобоймы, прикрепленной винтами к цилиндрическому ложу стула. Верхний сухарь сферической поверхностью опирается на сферу в крышке подшипника. Верхняя и нижняя половины вкладыша соединены болтами, вкладыши от проворачивания удерживаются штифтами. Масло для смазки и охлаждения подводится непрерывно под давлением 0, 06—0, 2 МПа через специальные каналы, расположенные в нижней половине подшипника гвблизи горизонтального разъема. Температура масла на входе в подшипник 40-45 °С, на выходе ~ 65 °С. ВЦподшипнике предусмотрены специальные отверстия для термометров. Подшипники имеют маслоотбойные кольца лабиринтного типа, состоящие из двух половин; просочившееся масло стекает по специальным каналам. Предусмотрено отверстие для штатного микрометра для замера просадки ротора. Вкладыши изнутри залиты баббитом толщиной 1—4 мм, чрезмерный износ или выплавка баббита приводят к поломке турбин. УПОРНЫЕ ПОДШИПНИКИ ТУРБОМАШИН Назначение и принцип действия. Упорные подшипники судовых, паровых, газовых турбин и компрессоров служат для восприятия осевого усилия и для фиксации вала в осевом направлении. Осевые усилия изменяются по величине и направлению с изменением режима работы турбины и направления движения судна. Нагрузка на упорные подшипники в современных судовых турбинах может достигать свыше 100 кН. Упорный подшипник состоит из гребня, откованного вместе с ротором, или съемного, упорных подушек, расположенных по обе стороны гребня и опирающихся на неподвижную опору так, что они могут наклоняться под некоторым углом к плоскости гребня. В современных турбинах применяют только одногребенчатые упорные подшипники. В состоянии покоя рабочая плоскость подушки расположена параллельно плоскости гребня (рис. 2.10). При пуске турбины гребень силой трения затягивает масло в зазор между подушкой и гребнем, причем подушка имеет скос, который облегчает подсасывание масла в начальный период. По мере увеличения частоты
Классификация. По конструкции различают следующие виды упорных подшипников: — жесткие, у которых упорная обойма установлена жестко в корпусе; — самоустанавливающиеся со сферическими обоймами, которые имеют возможность поворота вслед за гребнем; — самоустанавливающиеся с уравнительным устройством для выравнивания давления на сегментах; — опорно-упорные комбинированные. Конструкция. Жесткий упорный подшипник (рис. 2.11) состоит из кованого гребня, жестко насаженного на вал ротора на шпонке и застопоренного гайкой. С обеих сторон гребня расположено по восемь бронзовых упорных подушек, залитых слоем баббита. Подушки упираются в стальные каленые пальцы, плотно вставленные в гнезда стальных обойм. В гнездо подушки палец входит с зазором, вследствие чего подушка может слегка поворачиваться на сферической поверхности пальца. Каждая обойма выполнена из двух половин, причем нижняя помещается в ложе стула, а верхняя в крышке подшипника. Для установки и крепления крышки служат шпонки и шпильки. Для выхода воздуха при плотной постановке пальца, а также для выколачивания пальца при разборке имеются специальные отверстия. Регулирование осевого зазора в подшипнике, а следовательно, и осевых зазоров в проточной части турбины осуществляется пу-тем изменения толщины прокладок. Осевое перемещение ротора производится вручную с помощью специальнопГприспособления. Масло подводится по трубкам и через каналы в нижних полу- обоймах поступает в кольцевые зазоры между валом и обоймами. Далее под действием сил трения о гребень, а также развивающихся центробежных сил масло проходит через клиновые зазоры между гребнем и подушками и стекает в сливную камеру стула турбины. Гребенчатые уплотнения препятствуют свободному протеканию масла наружу. Вокруг гребня подшипника с зазором 1 мм установлен состоящий из двух половин кольцевой маслоотбойник, чтобы масло не увлекалось гребнем во вращательное движение и не вспенивалось. Обтекатель препятствует попаданию масла на вращающийся конец вала ротора и также предохраняет масло от вспенивания. Для слива масла и осушения подшипника предусмотрено специальное отверстие. Самоустанавливающийся упорный подшипник (рис. 2.12) с уравнительным устройством имеет примерно такое же назначение. Отличие его заключается в том, что гребень через масляный клин передает давление на упорные подушки, которые, опираясь на нажимные подушки, передают его на уравнительные (балансирные) подушки, а эти подушки через обоймы — на корпус турбины. Подвод масла осуществляется от центра к периферии, отдельно для переднего и заднего хода. Выход масла на слив сверху также раздельный. Достоинство такого упорного подшипника заключается в том, что при прогибах вала ротора давление на упорные подушки продолжает распределяться равномерно, благодаря чему исключается повреждение трущихся поверхностей подушек и гребня. Это достигается тем, что более нагруженная подушка несколько утоплена и с помощью нажимных и уравнительных подушек прижимает к гребню соседние упорные подушки.
|